2025年大學(xué)第一學(xué)年（機(jī)械電子工程）機(jī)電控制工程基礎(chǔ)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動(dòng)部件的作用不包括以下哪一項(xiàng)？（）A.傳遞動(dòng)力B.改變運(yùn)動(dòng)形式C.提高系統(tǒng)精度D.存儲(chǔ)能量2.以下哪種傳感器不屬于位置傳感器？（）A.光柵尺B.磁電式傳感器C.電位器D.光電編碼器3.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則不包括（）A.機(jī)電互補(bǔ)原則B.功能優(yōu)化原則C.自動(dòng)化原則D.效益最大原則4.直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法不包括（）A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變勵(lì)磁磁通調(diào)速C.改變電樞電阻調(diào)速D.改變負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)速5.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角精度主要取決于（）A.控制繞組的匝數(shù)B.轉(zhuǎn)子的齒數(shù)C.電源的頻率D.驅(qū)動(dòng)電路的性能6.以下哪種控制器不屬于數(shù)字控制器？（）A.單片機(jī)B.PLCC.模擬控制器D.DSP7.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，接口的作用不包括（）A.變換B.放大C.傳遞D.存儲(chǔ)8.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)不包括（）A.線性度B.靈敏度C.響應(yīng)時(shí)間D.重復(fù)性9.交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法主要有（）A.變頻調(diào)速B.變極調(diào)速C.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速D.以上都是10.以下哪種傳動(dòng)方式具有傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)？（）A.帶傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.齒輪傳動(dòng)D.蝸桿傳動(dòng)11.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，能量轉(zhuǎn)換部件的作用是（）A.將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能B.將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能C.實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞D.存儲(chǔ)能量12.以下哪種傳感器常用于測(cè)量溫度？（）A.應(yīng)變片B.熱電偶C.霍爾傳感器D.超聲波傳感器13.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，總體方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容不包括（）A.確定系統(tǒng)的功能要求B.選擇系統(tǒng)的組成部件C.進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)D.制定系統(tǒng)調(diào)試方案14.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性是指（）A.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系B.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電樞電壓之間的關(guān)系C.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與勵(lì)磁磁通之間的關(guān)系D.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載功率之間的關(guān)系15.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性不包括（）A.步距誤差B.最大靜轉(zhuǎn)矩C.啟動(dòng)頻率D.調(diào)速范圍16.以下哪種控制器適用于復(fù)雜的工業(yè)控制場(chǎng)合？（）A.單片機(jī)B.PLCC.模擬控制器D.DSP17.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，檢測(cè)部件的作用是（）A.檢測(cè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)B.檢測(cè)系統(tǒng)的輸出信號(hào)C.檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)D.以上都是18.傳感器的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)不包括（）A.上升時(shí)間B.響應(yīng)時(shí)間C.超調(diào)量D.線性度19.交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法主要有（）A.調(diào)壓調(diào)速B.調(diào)頻調(diào)速C.變極調(diào)速D.以上都是20.以下哪種傳動(dòng)方式適用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合？（）A.帶傳動(dòng)B.鏈傳動(dòng)C.齒輪傳動(dòng)D.蝸桿傳動(dòng)第II卷（非選擇題共60分）21.（10分）簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成要素及其相互關(guān)系。22.（10分）說明傳感器的分類方法，并舉例說明幾種常見傳感器的工作原理。23.（10分）直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有哪些？并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。24.（15分）閱讀以下材料，回答問題：材料：某機(jī)電一體化系統(tǒng)采用PLC作為控制器，對(duì)一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。系統(tǒng)要求電動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，在0～1500r/min范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為10kW，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min。問題：（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種基于PLC的調(diào)速控制方案，說明調(diào)速原理和控制方法。（2）計(jì)算該調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍和調(diào)速分辨率。25.（15分）閱讀以下材料，回答問題：材料：某機(jī)電一體化設(shè)備用于加工零件，其機(jī)械傳動(dòng)部分采用滾珠絲杠副和同步帶傳動(dòng)。在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的定位精度下降，加工質(zhì)量不穩(wěn)定。問題：（1）分析可能導(dǎo)致定位精度下降和加工質(zhì)量不穩(wěn)定的原因。（2）提出改進(jìn)措施，以提高設(shè)備的定位精度和加工質(zhì)量。答案：1.D2.B3.C4.D5.B6.C7.D8.C9.D10.C11.C12.B13.D14.A15.B16.B17.D18.D19.D20.A21.機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測(cè)試部分、控制及信息處理部分組成。機(jī)械本體為系統(tǒng)提供支撐和基礎(chǔ)；動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分提供動(dòng)力；執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成具體工作任務(wù)；傳感測(cè)試部分檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等信息；控制及信息處理部分根據(jù)檢測(cè)信息進(jìn)行控制決策。各部分相互關(guān)聯(lián)、相互作用，共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。22.傳感器可按工作原理、被測(cè)量、輸出信號(hào)類型等分類。如電阻應(yīng)變片利用應(yīng)變引起電阻變化測(cè)量應(yīng)變；熱電偶基于熱電效應(yīng)將溫度轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(shì)測(cè)量溫度；霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)檢測(cè)磁場(chǎng)等。23.直流伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有：改變電樞電壓調(diào)速，優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍寬、穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是需要專用電源；改變勵(lì)磁磁通調(diào)速，優(yōu)點(diǎn)是控制方便，缺點(diǎn)是調(diào)速范圍有限；改變電樞電阻調(diào)速，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是效率低、調(diào)速范圍小。24.（1）調(diào)速原理：通過改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的電源頻率實(shí)現(xiàn)調(diào)速。控制方法：利用PLC的模擬量輸出模塊輸出可變頻率的信號(hào)，控制變頻器，從而改變電動(dòng)機(jī)電源頻率。（2）調(diào)速范圍：0～1500r/min；調(diào)速分辨率：1500/（2^16）≈0.0